第245章 2012年脑机接口的发展

SEELE研发平台目前只是1.0版本,但是实际上可以提升的东西已经不多了。

软体上的东西,得益於茉莉的底层优化,实际上后续只需要往上叠加就好了。

主要还是硬体上,目前还跟不上。

理想中的情况,肯定是眾多子公司,连上了更智能的系统,有了更智能的运算能力,借ai之势大杀四方,3年登月,5年入火指日可待。

但是实际上,现在的硬体,尤其是晶片製造上差的实在是差的有点多。

虽然各个公司在使用了SEELE之后都讚不绝口,但是普遍反映里面的AI运算时长不够用。

几家分公司隱约中已经开始互相竞爭,各种给陈一然发信息递小话,一个个都跟孔雀开屏一样,说明自己公司在集团未来规划中的重要性,希望研发平台可以给他他们一些倾斜。

陈一然直接无视了他们,在真正去晶圆厂看过晶片的全部製造流程之后,他的心沉稳了很多。

製造业的瓶颈,是客观存在的。

就算他带来了诸多的新技术,但是实际上能够把科技升级速度提高个一倍,都已经相当困难了。

陈一然只能开始在其他方面,进行布局。

其中最值得关注的,就是脑机接口的问题。

陈一然自从去年开始,就在偷偷关注脑机接口的发展。

目前的脑机接口发展,和他印象中的差很多。

上辈子他也只是在新闻中,看到过一些脑机接口的新闻。

作为知识面不太广的外行,他一直以为高大上的脑机接口,是科幻电影中那种,带个小帽子,然后大杀四方。

但是实际上,这是完全不可能的,赛博朋克中那种硬植入的设计,才是目前看来唯一可行的做法。

因为大脑组织本身的电导率大约是0.3 S/m,脑脊液稍高。

可颅骨是一层致密的骨板,电导率很低,只有0.01到0.04 S/m。

所以信號从神经元出来之后,颅骨就在中间当了一堵电学减速带。

一个神经元放电的时候,它的周围会產生一个微小的电场。如果把电极扎在这颗神经元的旁边,就可以测到一个清晰的可分辨的放电尖峰,大概几百微伏,持续一毫秒,波形独特。

但当这个电场要穿过颅骨的时候,电流不是直直朝著头顶走的。因为颅骨比脑组织的电阻高了二三十倍,电流会被迫在颅骨內表面散开,找电阻最低的路径穿过骨缝和血管孔。

等它到了头皮表面的时候,原本是一颗神经元聚焦的点放电,会变成一个直径大约三到五厘米的模糊电位波动。

而几百颗乃至几千颗神经元放电的叠加体,穿过颅骨之后信號会被空间低通滤波成一片模糊的波形。

茉莉仔细推算过,就算是之后的ai算力有了长足进步,积累足够的运算数据,用AI降噪解码。

如果只是在头皮用电极採集脑电信號,也只能做到解码更粗的信號。

这是受物理特性限制的,根据香农定理来看。

给定一个信道的带宽和信噪比,你能传输的最大信息速率是有限的。超过这个上限,无论用什么编码方式,都会丟失信息。

所以,目前做脑机接口研究的主流,都是在大脑中做植入。

大脑表面有一条沟叫中央沟,沟前面的隆起叫中央前回,这里是初级运动皮层M1。

M1上面有一张身体地图,脚在最顶上,手在中间,脸在下面。手的区域叫手区,面积比腿区大得多,因为手上精细动作需要的神经元资源远远超过其他身体部位。

这就是目前研究的主要方向了,因为瘫痪的人想动一下手,M1里的神经元依然会放电。

不管是什么原因切断了M1到肌肉的通路,M1本身的神经元没有死。它们还活著,还在按原来的编码规律发信號。

大部分组织都会採用Utah Array犹他阵列进行植入测试,这是犹他大学Richard Normann教授在1989年提出的构想,是一种植入大脑皮层的微电极阵列。

本质上是一个?由约100根硅针组成的方形网格?,每根针的尖端都有一个微小的电极触点 。

100根硅针组成10×10网格,针距 400微米,裸硅尖端 1–5微米,镀铂后 10–20微米,

这些硅针通过微机械加工技术製成,针间距约400微米,裸硅尖端1到5微米,镀铂后也只有15微米,比头髮丝还细,刺入深度1.5mm刚好进M1灰质表层。

整个阵列设计成平面外刺入式,植入后能封闭在颅骨內,適合长期性记录 。???

十几年来,做这方面研究的机构並不算少。

其中BrainGate是走的最远的组织。

这是一个学术临床试验联盟,由布朗大学的约翰·多诺休教授领导,麻省总医院,美国退伍军人医疗中心,德国航空航天中心共同参与。

2004年完成首次人体植入试验,使用的就是犹他阵列。

犹他阵列也成为了全球最早获得FDA批准用於人脑皮层植入的高通道微电极平台。

2012年5月17日《自然》论文发表了他们2011年4月和10月做的两次实验。

实验对象叫做凯茜·哈钦森,她因为脑干中风已经瘫痪15年了,目前属於四肢瘫痪加上失语。

2005年11月植入了犹他阵列,一直做数据记录。

2011年4月14日,她用植入在运动皮层的96通道犹他阵列,控制著机械臂拿起咖啡瓶喝了一口。

这是她十五年后,第一次自己完成喝这个动作。

另外一个实验对象鲍勃,是个66岁的男性,2006年脑干中风,2011年6月植入了犹他阵列。

在2011年10月,就可以用机械臂抓取泡沫球了,这个动作比喝水更复杂,因为球体是缓慢移动的,但是他还是达到了62%的成功率。

这两次实验证明了,犹他阵列的持续性,在植入五年半后依然能够稳定记录神经信號,这个植入寿命远超人们之前的预期。

也证明了这种植入不需要任何额外的训练,被植入一两周后就可以进行使用。

如果单纯从人类发展,医学发展来看,这些成绩都算是非常喜人的了。

但是对陈一然来说,这些实在是不够用。

他发展脑机接口可不是为了造福大眾,他是为了对自己的茉莉进行解构。

所以,在查询了大量的资料后,他把目光移到了另一个大型项目上。

那就是美国联邦政府在2009年拨款启动的人类连接组计划,以及看上去完全不具备实用价值,但是却能解决一些痛点的MEG脑磁图技术。